Kamis, 23 Juni 2011

Praktikum Pemisahan Campuran


LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA TERAPAN
PEMISAHAN

Kelompok                        : VIII
Penyusun                         :   Tyas Hastya C M W    (101411029)
                                                                     Via Siti Masluhah         (101411030)
                                                                     Yuniar Widiyanti         (101411031)
                                                                      Yusuf Zaelana              (101411032)


POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
TEKNIK KIMIA
2011

I.          TUJUAN
Tujuan dilakukannya praktikum ini ialah untuk mempelajari teknik-teknik pemisahan campuran zat-zat didalam laboratorium.

II.          DASAR TEORI
Top of Form
A. PENGERTIAN CAMPURAN DAN KLASIFIKASINYA
Bottom of Form
Top of Form
Campuran adalah materi yang terdiri atas dua macam zat atau lebih dan masih memiliki sifat-sifat zat asalnya. Jika kita mencampur minyak dengan air, terlihat ada batas di antara kedua cairan tersebut. Jika kita mencampur dengan alkohol, batas antara keduanya tidak terlihat. Minyak dan air membentuk campuran heterogen.
Campuran heterogen adalah campuran yang tidak serbasama, membentuk dua fasa atau lebih, dan terdapat batas yang jelas di antara fasa-fasa tersebut. Alkohol dan air membentuk campuran homogen. Campuran homogen adalah campuran yang serbasama di seluruh bagiannya dan membentuk satu fasa.
Contoh campuran heterogen :
·      campuran tepung beras dengan air,
·      campuran kapur dengan pasir,
·      campuran serbuk besi dengan karbon.
Contoh campuran homogen :
·      campuran gula atau garam dapur dengan air,
·      air teh yang sudah disaring,
·      campuran gas di udara.
Campuran homogen biasa disebut larutan. Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solvent). Larutan dapat berwujud padat, cair, dan gas.
1.      Larutan berwujud padat. Larutan berwujud padat biasa ditemukan pada paduan logam. contohnya, kuningan yang merupakan paduan seng dan tembaga.
2.      Larutan berwujud cair. Contohnya, larutan gula dalam pelarut air.
3.      Larutan dalam wujud gas. Contohnya, udara yang terdiri atas bermacam-macam gas, diantaranya adalah nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida

B. METODE PEMISAHAN CAMPURAN
Top of Form
Metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau skelompok senyawa yang mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Metode pemisahan bertujuan untuk mendapatkan zat murni atau beberapa zat murni dari suatu campuran, sering disebut sebagai pemurnian dan juga untuk mengetahui keberadaan suatu zat dalam suatu sampel (analisis laboratorium).
Berdasarkan tahap proses pemisahan, metode pemisahan dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu metode pemisahan sederhana dan metode pemisahan kompleks.
·      Metode Pemisahan Sederhana
Metode pemisahan sederhana adalah metode yang menggunakan cara satu tahap. Proses ini terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana.
·      Metode Pemisahan Kompleks
Metode pemisahan kompleks memerlukan beberapa tahapan kerja, diantaranya penambahan bahan tertentu,pengaturan proses mekanik alat, dan reaksi-reaksi kimia yang diperlukan. Metode ini biasanya menggabungkan dua atau lebih metode sederhana. Contohnya, pengolahan bijih dari pertambangan memerlukan proses pemisahan kompleks.
Keadaan zat yang diinginkan dan dalam keadaan campuran harus diperhatiakn untuk menghindari kesalahan pemilihan metode pemisahan yang akan menimbulkan kerusakan hasil atau melainkan tidak berhasil. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan antara lain :
1.    Keadaan zat yang diinginkan terhadap campuran, apakah zat ada di dalam sel makhluk hidup, apakah bahan terikat secara kimia, dan sebagainya.
2.    Kadar zat yang diinginkan terhadap campurannya, apakah kadarnya kecil atau besar.
3.    Sifat khusus dari zat yang diinginkan dan campurannya, misalnya zat tidak tahan panas, mudah menguap, kelarutan terhadap pelarut tertentu, titik didih, dan sebagainya.
4.    Standar kemurnian yang diinginkan. Kemurnian 100% memerlukan tahap yang berbeda dengan 96%.
5.    zat pencemar dan campurannya yang mengotori beserta sifatnya.
6.    Nilai guna zat yang diinginkan, harga, dan biaya proses pemisahan.


C. DASAR-DASAR METODE PEMISAHAN
Top of Form
Suatu zat dapat dipisahkan dari campurannya karena mempunyai perbedaan sifat. Hal ini dinamakan dasr pemisahan. Beberapa dasar pemisahan campuran antara lain sebagai berikut :
1.      Ukuran partikel
Bila ukuran partikel zat yang diinginkan berbeda dengan zat yang tidak diinginkan (zat pencmpur) dapat dipisahkan dengan metode filtrasi (penyaringan). jika partikel zat hasil lebih kecil daripada zat pencampurnya, maka dapat dipilih penyring atau media berpori yang sesuai dengan ukuran partikel zat yang diinginkan. Partikel zat hasil akan melewati penyaring dan zat pencampurnya akan terhalang.
2.      Titik didih
Bila antara zat hasil dan zat pencampur memiliki titik didih yang jauh berbeda dapat dipishkan dengan metode destilasi. Apabila titik didih zat hasil lebih rendah daripada zat pencampur, maka bahan dipanaskan antara suhu didih zat hasil dan di bawah suhu didih zat pencampur. Zat hasil akan lebih cepat menguap, sedangkan zat pencampur tetap dalam keadaan cair dan sedikit menguap ketika titik didihnya terlewati. Proses pemisahan dengan dasar perbedaan titik didih ini bila dilakukan dengan kontrol suhu yang ketat akan dapat memisahkan suatu zat dari campuranya dengan baik, karena suhu selalu dikontrol untuk tidak melewati titik didih campuran.
3.      Kelarutan
Suatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda, artinya suatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda, artinya suatu zat mungkin larut dalam pelarut A tetapi tidak larut dalam pelarut B, atau sebaliknya. Secara umum pelarut dibagi menjadi dua, yaitu pelarut polar, misalnya air, dan pelarut nonpolar (disebut juga pelarut organik) seperti alkohol, aseton, methanol, petrolium eter, kloroform, dan eter.
Dengan melihat kelarutan suatu zat yang berbeda dengan zat-zat lain dalam campurannya, maka kita dapat memisahkan zat yang diinginkan tersebut dengan menggunakan pelarut tertentu.
4.      Pengendapan
Suatu zat akan memiliki kecepatan mengendap yang berbeda dalam suatu campuran atau larutan tertentu. Zat-zat dengan berat jenis yng lebih besar daripada pelarutnya akan segera mengendap. Jika dalam suatu campuran mengandung satu atau beberapa zat dengan kecepatan pengendapan yang berbeda dan kita hanya menginginkan salah satu zat, maka dapat dipisahkan dengan metode sedimentasi atau sentrifugasi. Namun jika dalam campuran mengandung lebih dari satu zat yang akan kita inginkan, maka digunakan metode presipitasi. Metode presipitasi biasanya dikombinasi dengan metode filtrasi.
5.      Difusi
Dua macm zat berwujud cair atau gas bila dicampur dapat berdifusi (bergerak mengalir dan bercampur) satu sama lain. Gerak partikel dapat dipengaruhi oleh muatan listrik. Listrik yang diatur sedemikian rupa (baik besarnya tegangan maupun kuat arusnya) akan menarik partikel zat hasil ke arah tertentu sehingga diperoleh zat yang murni. Metode pemisahan zat dengan menggunakan bantuan arus listrik disebut elektrodialisis. Selain itu kita mengenal juga istilah elektroforesis, yaitu pemisahan zat berdasarkan banyaknya nukleotida (satuan penyusun DNA) dapat dilakukan dengan elektroforesis menggunakan suatu media agar yang disebut gel agarosa.
6.      Adsorbsi
Adsorbsi merupakan penarikan suatu zat oleh bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan dari bahan pengadsorbsi. Penggunaan metode ini diterapkan pada pemurnian air dan kotoran renik atau organisme.

D. JENIS-JENIS METODE PEMISAHAN
Top of Form
1.      Filtrasi
Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk memisahkan zat padat dari cairannya dengan menggunakan alat berpori (penyaring). Dasar pemisahan metode ini adalah perbedaan ukuran partikel antara pelarut dan zat terlarutnya. Penyaring akan menahan zat padat yang mempunyai ukuran partikel lebih besar dari pori saringan dan meneruskan pelarut.
Proses filtrasi yang dilakukan adalah bahan harus dibuat dalam bentuk larutan atau berwujud cair kemudian disaring. Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan sisa yang tertinggal dipenyaring disebut residu. (ampas).
Metode ini dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen (pengotor) pada air suntik injeksi dan obat-obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula. Penyaringan di laboratorium dapat menggunakan kertas saring dan penyaring buchner. Penyaring buchner adalah penyaring yang terbuat dari bahan kaca yang kuat dilengkapi dengan alat penghisap.
Gambar 1. Filtrasi
2.      Dekantasi
Dekantasi yaitu pemisahan komponen-komponen dalam campuran dengan cara dituang secara langsung. Dekantasi dapat dilakukan untuk memisahkan campuran zat cair dan zat padat atau zat cair dengan zat cair yang tidak saling campur (suspensi).
Contoh: Pemisahan campuran air dan pasir.
http://tryharyantochemistry.110mb.com/images/sedimentasi.GIF
Gambar 2. Dekantasi
3.      Sentrifugasi
Sentrifugasi adalah pemisahan dengan menggunakan gaya putaran atau gaya sentrifugal. Partikel dipisahkan dari liquid dengan adanya gaya sentrifugal pada berbagai variasi ukuran dan densitas campuran larutan.
Pada operasi sentrifugasi dengan cara pengendapan, kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh : kecepatan sudut (ω) disamping faktor-faktor lain seperti pada perhitungan kecepatan sedimentasi. laju alir volumetrik umpan dipengaruhi oleh kecepatan sudut (ω), diameter partikel (Dp), densiti partikel dan cairan, viskositas dan diameter tabung centrifuge.
Gambar 3. Sentrifugasi

4.      Kristalisasi
Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan. Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan perbedaan titik beku. Kristalisasi ada dua cara yaitu kristalisasi penguapan dan kristalisasi pendinginan.
Contoh proses kristalisasi dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan garam dapur dari air laut. Mula-mula air laut ditampung dalam suatu tambak, kemudian dengan bantuan sinar matahari dibiarkan menguap. Setelah proses penguapan, dihasilkan garam dalam bentuk kasar dan masih bercampur dengan pengotornya, sehingga untuk mendapatkan garam yang bersih diperlukan proses rekristalisasi (pengkristalan kembali)
Contoh lain adalah pembuatan gula putih dari tebu. Batang tebu dihancurkan dan diperas untuk diambil sarinya, kemudian diuapkan dengan penguap hampa udara sehingga air tebu tersebut menjadi kental, lewat jenuh, dan terjadi pengkristalan gula. Kristal ini kemudian dikeringkan sehingga diperoleh gula putih atau gula pasir.
Gambar 4. Kristalisasi
5.      Destilasi
Destilasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh suatu bahan yang berwujud cair yang terkotori oleh zat padat atau bahan lain yang mempunyai titik didih yang berbeda. Dasar pemisahan adalah titik didih yang berbeda. Bahan yang dipisahkan dengan metode ini adalah bentuk larutan atau cair, tahan terhadap pemanasan, dan perbedaan titik didihnya tidak terlalu dekat.
Proses pemisahan yang dilakukan adalah bahan campuran dipanaskan pada suhu diantara titik didih bahan yang diinginkan. Pelarut bahan yang diinginkan akan menguap, uap dilewatkan pada tabung pengembun (kondensor). Uap yang mencair ditampung dalam wadah. Bahan hasil pada proses ini disebut destilat, sedangkan sisanya disebut residu.
Contoh destilasi adalah proses penyulingan minyak bumi, pembuatan minyak kayu putih, dan memurnikan air minum.
Gambar 5. Destilasi
6. Ekstraksi
Metoda ekstraksi pelarut didasarkan pada perbedaan kelarutan komponen campuran pada pelarut tertentu dimana kedua pelarut tidak saling melarutkan.







Pelarut 1

Pelarut 1
 



Pelarut 1
Pelarut 2
Pelarut 1

Pelarur 2
 

 



                                    +        Pelarut organik








 

                                                 ( Pelarut 2)
Bila suatu campuran cair,m komponen A dan B, larut dalam air A tidak larut dalam kloroform sedangkan B larut baik dalam kloroform. Maka untuk memisahkan campuran ini digunakan ekstraksi pelarut dengan menggunakan pelarut kedua kloroform yang tidak saling melarutkan dengan air. Komponen B akan larut dalam fasa kloroform sedangkan komponen A akan tetap dalam fasa air.
Untuk memilih jenis pelarut yang sesuai harus diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut:
1. Harga konstanta distribusi tinggi untuk gugus yang bersangkutan dan konstanta distribusi rendah untuk gugus pengotor lainnya.
2.  Kelarutan pelarut organik rendah dalam air.
3.  Viskositas kecil dan tidak membentuk emulsi dengan air.
4.  Tidak mudah terbakar dan tidak bersifat racun.
5.  Mudah melepas kembali gugus yang terlarut didalamnya untuk  keperluan analisa lebih lanjut.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju ekstraksi adalah:
·     Tipe persiapan sampel
·     Waktu ekstraksi
·     Kuantitas pelarut
·     Suhu pelarut
·     Tipe pelarut
Bottom of Form
Bottom of Form
Bottom of Form

Pembahasan :
Praktikum Pemisahan ini dilakukan agar praktikan memahami teknik-teknik pemisahan campuran dengan baik dan benar. Pada praktikum ini dilakukan enam macam teknik pemisahan, yaitu sentrifugasi, dekantasi, penyaringan/filtrasi, rekristalisasi, ekstraksi dan destilasi.
·         Sentrifugasi, Dekantasi dan Penyaringan
Pemisahan sentrifugasi antara kapur dengan air dilakukan dengan variasi waktu yaitu 30 detik, 1 menit, dan 1,5 menit. Dalam sentrifuge, ketiga campuran diputar dengan kecepatan yang sama sehingga dengan adanya gaya sentrifugal, partikel kapur akan mengendap. Dari hasil percobaan, air yang paling bening dan menghasilkan endapan paling banyak adalah campuran yang diputar dengan waktu paling lama. Semakin lama campuran diputar dalam sentrifuge, maka semakin banyak pula jumlah partikel kapur yang mengendap dan larutan akan semakin bening. Hal ini dikarenakan semakin lama suatu campuran disentrifugasi, maka akan semakin cepat proses sedimentasi yang terjadi dan semakin banyak pula partikel padat yang mengendap.
Campuran kapur dan air juga dipisahkan secara dekantasi, dimana kapur yang tidak larut dalam air akan terpisah dengan adanya gaya gravitasi. Hal ini juga dipengaruhi oleh perbedaan berat jenis antara kapur dan air. Kapur (CaCO3) yang memiliki berat jenis 2.83 gr/cm3 lebih besar dari berat jenis air (1 gr/cm3), sehingga kapur akan mengendap di bawah lapisan air. Dari hasil percobaan kapur yang mengendap hanya sedikit dan cairan masih terlihat keruh, dikarenakan partikel kapur belum semuanya mengendap.
Kedua hasil percobaan pemisahan diatas dibandingkan dengan hasil pemisahan secara Penyaringan vakum, dimana campuran kapur dan air dipisahkan berdasarkan perbedaan tekanan. Tekanan dalam labu filtrat dibuat lebih kecil dari tekanan udara/luar, sehingga cairan dalam campuran akan tersaring secara cepat dan padatan kapur akan tertahan diatas kertas saring. Proses pemisahan secara filtrasi vakum ini lebih cepat dan hasil pemisahannya lebih baik dibandingkan dengan hasil pemisahan baik secara sentrifugasi dan dekantasi.
·         Filtrasi dan Rekristalisasi
Dalam praktikum pemisahan secara filtrasi ini digunakan sampel garam dapur teknis/kotor berwarna kekuning-kuningan yang dilarutkan menggunakan sedikit aquades. Kemudian larutan tersebut disaring menggunakan kertas saring sehingga filtrat turun karena adanya gaya gravitasi dan zat pengotor akan tertahan diatas kertas saring. Filtrat berupa larutan garam dapur lalu dipanaskan hingga kandungan air dalam garam tersebut habis teruapkan. Sehingga diperoleh kembali garam murni yang berkualitas lebih baik berwarna putih kristal dibandingkan dengan garam sebelum difiltrasi dan direkristalisasi yang berwarna kekuning-kuningan dan kotor.
·         Ekstraksi
Pada percobaan ekstraksi ini digunakan iod yang ditambahkan air dan kloroform sebagai pelarut. Pencampuran antara iod, air dan kloroform menghasilkan dua fasa/lapisan, dimana lapisan bawah yang berwarna ungu merupakan lapisan iod dalam kloroform sedangkan lapisan atas yang berwarna kuning muda adalah iod dalam air. Kloroform berada di lapisan bawah karena berat jenis kloroform (1,49 gr/cm3) lebih besar daripada berat jenis air (1,0 gr/cm3). Berdasarkan pengamatan terlihat bahwa iodium lebih banyak terlarut dalam kloroform dibanding dalam air. Hal ini disebabkan oleh sifat kloroform yang hampir sama dengan sifat Iod daripada sifat air dengan Iod. Air bersifat polar sedangkan Iod dan kloroform bersifat semipolar. Karena itu Iod lebih cenderung terdistribusi dan terlarut ke dalam kloroform dibanding ke dalam air.
Dua lapisan tersebut kemudian dipisahkan dan pada lapisan air ditambahkan lagi kloroform agar iod yang tersisa dalam air akan terlarut dalam kloroform (dilakukan sebanyak 5 kali), sehingga lapisan air akan semakin bening yang menunjukkan bahwa tidak ada lagi kandungan iod dalam air.
·         Destilasi
Percobaan destilasi ini dilakukan untuk campuran yang terdiri dari zat-zat berfasa cair-cair dan dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didih. NaCl memiliki titik didih 1465oC yang jauh lebih tinggi daripada air (100oC) sehingga air akan lebih cepat membentuk fase uap, sedangkan NaCl tetap dalam fase cair. Uap air terbentuk saat suhu 60oC dan ketika suhu 90oC uap air jenuh yang terbentuk dicairkan melalui kondensor hingga terbentuk tetesan pertama pada labu destilat destilat berupa air murni.
Destilat berupa air murni yang dipisahkan dari larutan NaCl diuji menggunakan HNO3 dan AgNO3. Hasil pengujian menunjukkan destilat tetap bening dan tak berwarna (tidak terbentuk endapan putih). Hal ini membuktikan bahwa air terpisah secara murni dari larutan NaCl karena tidak ada lagi kandungan ion Cl- dalam destilat yaitu air.
Destilasi merupakan cara pemisahan yang memberikan hasil pemisahan cair-cair yang terbaik


I.          KESIMPULAN
1.      Pemisahan dengan metoda sentrifugasi  tergantung dari kecepatan putaran dan waktu/lamanya proses sentrifugal
2.      Pemisahan dengan metoda dekantasi dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan juga dipengaruhi oleh berat patikel padatan
3.      Pemisahan dengan metoda filtrasi dilakukan dengan menggunakan kertas saring dan penyaring buchner (vakum).
4.      Pemisahan dengan metoda destilasi merupakan pemisahan yang berdasarkan perbedaan titik didih.
5.      Pemisahan dengan metoda ekstraksi berdasarkan perbedaan kepolaran dan kelarutan komponen.
6.      Pemisahan dengan metoda rekristalisasi merupakan metoda untuk pemurnian suatu padatan (kristal)
7.      Metoda pemisahan campuran cair-padat yang paling baik adalah metode rekristalisasi dan filtrasi
8.      Metoda pemisahan campuran cair-cair yang paling baik adalah metoda destilasi.


DAFTAR PUSTAKA




















Tidak ada komentar:

Poskan Komentar